利用密度泛函理论预测杂原子磷酸铝分子筛的结构
详细信息 查看官网全文
- 英文论文题名：Periodic DFT Studies in the Structures of Heteroatom-Containing Aluminophosphate Zeolites
- 论文作者：李霖 ; 李乙 ; 于吉红
- 英文论文作者：Lin Li ; Yi Li ; Jihong Yu ; State Key Lab of Inorganic Synthesis and Preparative Chemistry ; Jilin University
- 年：2016
- 作者机构：吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室;
- 论文关键词：密度泛函理论 ; 沸石分子筛 ; 杂原子取代
- 会议召开时间：2016-07-01
- 会议录名称：中国化学会第30届学术年会摘要集-第三十二分会： 多孔功能材料
- 语种：中文
- 分类号：O643.36;O641.1
- 学会代码：ZGHY
- 会议名称：中国化学会第30届学术年会-第三十二分会 ; 多孔功能材料
- 会议地点：中国辽宁大连
- 主办单位：中国化学会
- 学会名称：中国化学会
- 页数：1
- 文件大小：140k
- 原文格式：D
- 会议级别：全国
摘要
磷酸铝分子筛(ALPO)是上世纪80年代发现的新型分子筛~[1]。磷酸铝分子筛骨架中的Al原子可以被不同价态的金属原子取代,形成杂原子磷酸铝分子筛(MAPO)。杂原子的引入为磷酸铝分子筛引入了酸性中心,提高了催化活性~[2]。在某些磷酸铝分子筛中,杂原子会选择性取代特定位置的Al,而在其他磷酸铝分子筛中杂原子则无固定取代位置~[3]。以往对这一现象的理论研究往往采用基于分子力学(MM)或结合局部量子力学(QM)的分层团簇模型~[4],计算结果有一定的局限性。我们在这里利用周期性密度泛函方法(p-DFT)计算了多种杂原子取代的磷酸铝分子筛。结果表明,杂原子倾向于取代四面体扭曲程度最大的Al位,这一取代过程可释放局部应力,提高骨架稳定性。根据这些结果,我们可以系统地预测假想磷酸铝分子筛结构中杂原子可能的取代模式,为定向合成提供理论指导。
Substitution of heteroatoms for Al can introduce acid centers in aluminophosphate zeolites,which significantly enhances their catalytic activity.Heteroatoms,in some cases,selectively occupy specific Al sites in the aluminophosphate zeolite frameworks.Through periodic DFT calculations,we find that heteroatoms preferentially occupy the Al sites with severe distortions.The substitution of heteroatoms releases the stress at the distorted Al sites,thus improving structural stability of the corresponding aluminophosphate framework.
Substitution of heteroatoms for Al can introduce acid centers in aluminophosphate zeolites,which significantly enhances their catalytic activity.Heteroatoms,in some cases,selectively occupy specific Al sites in the aluminophosphate zeolite frameworks.Through periodic DFT calculations,we find that heteroatoms preferentially occupy the Al sites with severe distortions.The substitution of heteroatoms releases the stress at the distorted Al sites,thus improving structural stability of the corresponding aluminophosphate framework.
引文
[1]Wilson,S.T.;Lok,B.M.;Messina,C.A.;Cannan,T.R.;Flanigen,E.M.J.Am.Chem.Soc.1982,104:1146.
[2]Li,Y.;Yu,J.Chem.Rev.2014,114,7268.
[3]Song,X.;Li,Yi.;Gan,L.;Wang,Z.;Yu,J.;Xu,R.Angew.Chem.Int.Ed.2009,48:314.
[4]Bushuev,Y.G.;Sastre,G.J.Phy.Chem.C 2010,114:19157.
[2]Li,Y.;Yu,J.Chem.Rev.2014,114,7268.
[3]Song,X.;Li,Yi.;Gan,L.;Wang,Z.;Yu,J.;Xu,R.Angew.Chem.Int.Ed.2009,48:314.
[4]Bushuev,Y.G.;Sastre,G.J.Phy.Chem.C 2010,114:19157.